在自然世界和工業應用中，在不同表面上，經常發生過冷液滴凍結Supercooled droplet freezing現象，通常這對工藝過程的效率和可靠性，會產生不利影響。超疏水表面快速脫水和減少冰粘附的能力，使其成為抗結冰的有力候選者。然而，過冷液滴凍結（其固有的快速局部加熱和爆炸性蒸發）決定著液滴-基底相互作用演變，以及由此產生的疏冰表面設計，但卻很少探究之。

近日，瑞士 蘇黎世聯邦理工學院 (ETH Zurich) Henry Lambley，Gustav Graeber，Thomas M. Schutzius，Dimos Poulikakos等，在Nature Physics上發文，研究了放置在工程紋理表面engineered textured surfaces上的過冷液滴凍結。

基于因大氣排空 evacuation of the atmosphere引起的凍結，確定了促進冰自排出所需的表面特性，同時確定了排斥性減弱的兩種機制。還探究了平衡（抗）潤濕表面力與由頑抗凍結recalescent freezing現象觸發的表面力，并展示了合理設計的紋理織構textures，以促進冰排出。

最后，考慮了在大氣壓力和零下溫度時凍結的補充情況，其中，觀察到表面紋理內自下而上的冰覆蓋。然后，在整個凍結過程中的冰粘附現象，建立了一個合理的系統框架，為整個相圖中的防冰表面設計提供了信息。

Freezing-induced wetting transitions on superhydrophobic surfaces. 

在超疏水表面上，凍結誘導的潤濕轉變

圖1：在超疏水表面上，冷凍誘導液滴動力學。

圖2：微觀織構Microtexture形貌和冷凍特性改變了冷凍結果。

圖3：凍結誘導潤濕轉變機制的力標度分析。

圖4：在環境壓力下，超疏水表面上的冷凍。

文獻鏈接

https://www.nature.com/articles/s41567-023-01946-3

https://www.nature.com/articles/s41567-023-01946-3.pdf

https://doi.org/10.1038/s41567-023-01946-3

本文譯自Nature。